Jerenice Esdras Ferreira
Caracterização molecular de vírus associados à encefalite em São Paulo, Brasil
Tese apresentada a Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Doutora em Ciências
Programa de Medicina Tropical
Área de concentração: Doenças Tropicais e Saúde Internacional
Orientadora: Profa. Dra. Ester Cerdeira Sabino
São Paulo
2020
DEDICATÓRIA
Ao Senhor meu Deus e meu Pai,
Senhor, eu Te agradeço por tudo que tens me proporcionado: pela vida, a alegria de viver a força em todos os momentos difíceis, os dons, a minha família.
Aos meus Pais,
que graças à dedicação, ao apoio e ao amor demostrados, estou conquistando esse sonho. Não há palavras para exprimir o meu eterno agradecimento, vocês são o melhor da minha vida. Mãe você é minha fortaleza.
À minha irmã Suzete C Ferreira S Lombardi,
pelo companheirismo, apoio incondicional e incentivo em todos os momentos da minha vida. Obrigada por acreditar em mim, mesmo quando eu não acreditava.
Aos meus irmãos,
pela amizade e que acompanharam a realização desse sonho.
Aos meus sobrinhos e sobrinhas,
que são importantes na minha vida, pois os considero como meus “filhos postiços”.
Ao meu cunhado, cunhadas,
por participarem desse momento tão importante.
Aos meus amigos e professores, que me incentivaram e colaboraram em todas as etapas desse trabalho.
AGRADECIMENTOS
À Professora Dra. Ester Cerdeira Sabino, que aceitou ser minha orientadora, que me recebeu, me integrou à sua equipe de pesquisa. Os seus ensinamentos, seu apoio, paciência e compreensão, foram fundamentais para o êxito desse trabalho. Por tudo, gostaria de expressar a minha sincera gratidão.
Ao Professor Dr. César de Almeida Neto, gostaria de expressar a minha sincera gratidão, pelos seus ensinamentos, apoio, disponibilidade para esclarecimentos teóricos durante a realização dessa dissertação.
Ao Dr. Alfredo Mendrone Júnior, Diretor Técnico da Fundação Pró- Sangue, por ter proporcionado a realização desse estudo, pelo apoio, colaboração e compreensão.
A minha querida amiga, minha irmã, Suzete, que é uma maravilhosa profissional, pelo apoio, motivação, incentivo e compreensão, e me ensinou cada etapa para poder realizar esse trabalho.
A todos os funcionários da Fundação Pró-Sangue Hemocentro de São Paulo, pelo apoio e colaboração.
As minhas queridas amigas Eliane Margareth P Carneiro, do Instituto Adolfo Lutz, Anna Shoko Niyshia e Cecília Salete, da Fundação Pró-Sangue Hemocentro de São Paulo, Gisele R Gouveia do Instituto de Psiquiatria do Hospital das Clínicas da FMUSP, pelo apoio, motivação, companheirismo durante a realização desse estudo.
A minha diretora do Instituto Adolfo Lutz, Raimunda Telma de Macedo Santos pelo apoio e compreensão.
Ao Dr Hélio Gomes da Seção de Análise Especial / Líquor do Laboratório Central do HC-FMUSP, pelo apoio e fornecer as amostras e os dados dos pacientes para a realização desse estudo.
Ao Dr Dr. Steven S. Witkin, Professor emérito de Infectologia e Imunologia, do Departamento de Obstetrícia e Ginecologia da Weill Cornell Medicine, Nova Iorque pelo apoio na revisão do artigo científico.
Aos pacientes do Hospital das Clínicas da FMUSP, pela confiança em participarem desse estudo.
A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP, processo nº. 2011/52094-3, pelo financiamento do projeto de pesquisa, tornando possível a realização desta tese.
“A força não provém da capacidade física.
Provém de uma vontade indomável.”
Mahatma Gandhi
Não deixe o ruído das opiniões dos outro, abafar a sua própria voz interior.”
Steve Jobs
SUMÁRIO
Lista de abreviaturas, siglas e símbolos Lista de figuras
Lista de tabelas Resumo
Abstract
1 INTRODUÇÃO...18
1.1 Infecções virais do Sistema Nervoso Central...18
1.2 Encefalite Viral...28
1.3 Agentes etiológicos de encefalite viral...39
1.3.1 Herpesvírus...39
1.3.1.1 Herpesvírus simples (HSV- 1 e HSV- 2)...41
1.3.1.2 Vírus Varicella-Zoster (VZV)...43
1.3.1.3 Epstein-Barr Vírus (EBV)...45
1.3.1.4 Citomegalovírus (CMV)...47
1.3.1.5 Herpesvírus humano tipo 6 (HHV-6)...49
1.3.1.6 Herpesvírus humano tipo 7 (HHV-7)...50
1.3.2 Arbovírus...51
1.3.2.1 Vírus da Dengue...57
1.3.2.2 Vírus da encefalite de Saint Louis (SLEV)...58
1.3.2.3 Vírus do Oeste do Nilo (WNV)...59
1.3.2.4 Vírus Rocio (ROCV)...60
1.3.3 Enterovírus...62
2 OBJETIVOS...64
2.1. Objetivo Principal...64
2.2 Objetivos Específicos...64
3 MÉTODOS...65
3.1 Casuística...65
3.2 Coleta...66
3.3 Local do Estudo...67
3.4 Métodos...67
3.4.1 Extração de ácidos nucleicos...67
3.4.2 Síntese de cDNA...68
3.4.3 D-RT-PCR...68
3.4.4 PCR em tempo real...71
3.4.4.1 PCR em tempo real para Dengue (DENV)...71
3.4.4.2 PCR em tempo real para Febre Amarela (YFV)...72
3.4.4.3 PCR em tempo real para West Nile Vírus (WNV)...73
3.4.4.4 PCR em tempo real para Enterovírus...74
3.4.4.5 Reação de microarray - CLART® ENTHERPEX...74
3.4.5 Sequenciamento...75
3.4.6 Análise Estatística...76
4 RESULTADOS...77
5 DISCUSSÃO...83
6 CONCLUSÃO...89
7 REFERÊNCIAS...90
APÊNDICE...100
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
% - porcentagem
< - menor
> - maior
∼ - aproximadamente µL - microlitro
ADEM- encefalomielite aguda disseminada ATPase –enzima adenina trifosfatase AURAV- Vírus Aura
BHE – barreira hematoencefálica BHL- barreira hematoliquórica BHR - barreira hematorretiniana BUSV - vírus Bussuquara
CAPPesqCEP - Comissão de Ética para Análise de Projetos de Pesquisa CDC - Centro de Controle e Prevenção de Doenças
cDNA - DNA complementar CHIKV - vírus Chikungunya Cl- - íons cloreto
CML - vírus da Coriomeningite linfocitária CMV - citomegalovírus
CPCV- vírus Cacicaporé -
Ct - (Cycle Threshold) limiar do ciclo ou número do ciclo no qual a quantidade de fluorescência indica que a amostra é positiva.
CV- coxsackievírus
DEN-1, DEN-2, DEN-3 e DEN-4,
DENV - vírus da Dengue - DEPC - pirocarbonato de dietila DNA - Ácido desoxirribonucleico
dNTP - desoxirribonucleotídeos fosfato
D-RT-PCR - Duplex transcriptase reversa na reação em cadeia da polimerase dsDNA - DNA fita dupla
dTT - Ditiotreitol E - ecovírus
EBNA - antígeno nuclear IgG do EBV EBV ou HHV- 4 - vírus Epstein-Barr EEEV - encefalite equina oriental EEG - eletroencefalograma EV - enterovírus
FMUSP - Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo FPS/HSP - Fundação Pró-Sangue Hemocentro de São Paulo g/dL - gramas por decilitro
H - hora
H+ - íons hidrogênio
HC - Hospital das Clínicas
HCMV ou HHV-5 - citomegalovírus humano HCO3− - íons bicabornato
HHV - herpesvírus humano
HHV6 - herpesvírus humano tipo 6 HHV-6A - herpesvírus humano tipo6A HHV-6B - herpesvírus humano tipo 6B
HHV7 - herpesvírus humano tipo 7
HIV - Vírus da Imunodeficiência Humana
HSV-1ou HHV- 1 - Herpes vírus simplex do tipo 1 HSV-2 ou HHV- 2- Herpes vírus simplex do tipo 2 HTLV‑I - vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1 IgG - imunoglobulina G
IgM- imunoglobulina M IGUV – vírus Iguape III - terceiro
ILHV- Vírus Ilhéus IV - quarto
K+ - íons potássio
kb - quilobase (correspondente a 1000 pares de bases de DNA ou RNA) KCC4 - Cotransportador de cloro e potássio
KCl - cloreto de potássio
KSHV ou HHV-8 -herpesvírus humano tipo 8 ou vírus do Sarcoma de Kaposi LCMV - Vírus da coriomeningitelinfocítica
LCR - Líquido Cefalorraquidiano MAYV - Vírus Mayaro
mg/dL - miligramas por decilitro MgCl2 - cloreto de magnésio mL - mililitro
mL/dia - mililitro por dia mL/hora - mililitro por hora mL/min - mililitro por minuto mM - milimolar
mm3 – milimitro cúbico MUCV - VírusMucambo Na+ - íons sódio
NBCe2 - Cotransportador de bicarbonato de sódio
NCBI - Centro Nacional de Informações em Biotecnologia nm- nanômetro
nº. - número ºC - graus Celsius
PBMCs- células mononucleares do sangue periférico PCR - Reação em cadeia da polimerase
PIXV- Vírus Pixuna PV- poliovírus
qsp - quantidade suficiente para RM - Ressonância magnética RN – recém –nascido
RNA - Ácido ribonucleico
RNaseOUT - inibidor da ribonuclease recombinante ROCV - Vírus Rocio
rpm- rotações por minuto
RT-PCR - Transcrição reversa seguida de reação em cadeia da polimerase SGB - síndrome de Guillain-Barré
SLEV- Vírus da encefalite de Saint Louis SN - Sistema Nervoso
SNC - Sistema Nervoso Central SNP - Sistema Nervoso Periférico
TBE – solução tampão Tris/Borato/EDTA
TBE - vírus da encefalite transmitida por carrapatos TC - Tomografia computadorizada
U - unidade
UNAV - vírus UNA
UNV- unidade neurovascular
VEEV - Vírus da Encefalite Equina Venezuelana Vírus da Dengue (DENV) subtipos 1,2,3 e 4;
VJC - vírus JC ou vírus John Cunningham VZV - vírus da Varicella-Zoster
VZV ou HHV- 3 - vírus da varicela zoster WEEV - Vírus da Encefalite Equina do Oeste WNV - West Nile Vírus
YFV – vírus da febre amarela ZIKV - vírus Zika
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Produção, circulação e reabsorção do LCR no SNC...22 Figura 2 - Barreiras hemato-neurais...25 Figura 3 - Mecanismos envolvidos na passagem microbiana da barreira hematoencefálica...26 Figura 4 - Amplificação em gel de agarose a 2% dos resultados positivos no D- RT-PCR...79 Figura 5 - Distribuição dos casos de encefalite viral por localidade atendidos no Hospital das Clínicas - HC-FMUSP...80 Figura 6 - Análise do Blast da paciente do Grupo 1, identificado com o vírus da encefalite de St. Louis...81 Figura 7 - Análise do Blast da paciente do Grupo 2, identificado com o vírus da encefalite de St. Louis...81
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Agentes etiológicos de infecção viral no sistema nervoso central...30
Tabela 2 - Arbovírus emergentes e reemergentes no Brasil...56
Tabela 3 - Iniciadores (primers) utilizados nas reações de D-RT-PCR...69
Tabela 4 - Sequência de iniciadores (primers) para os arbovírus...70
Tabela 5 - Sequência de iniciadores (primers) Dengue 1, 3 e 4 e Dengue 2....72
Tabela 6 - Distribuição dos pacientes dos Grupos 1 e 2 com suspeita de encefalite viral, segundo gênero e faixa etária...77
Tabela 7 - Identificação molecular dos casos positivos de encefalite viral nos pacientes dos Grupos 1 e 2...78
Tabela 8 - Dados do LCR dos pacientes dos Grupos 1 e 2 com resultado positivo na identificação molecular...82
RESUMO
Ferreira JE. Caracterização molecular de vírus associados à encefalite em São Paulo, Brasil [tese]. São Paulo: Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo; 2020.
A encefalite viral é um processo inflamatório agudo e frequentemente difuso do parênquima cerebral. Na maioria das vezes, há acometimento associado das meninges e do espaço subaracnóideo. O objetivo deste estudo foi avaliar a prevalência de encefalite viral por arbovírus das famílias Togaviridae e Flaviviridae em São Paulo, Brasil. Um total de 500 amostras de líquido cefalorraquidiano (LCR) coletadas entre agosto de 2012 e janeiro de 2013, de pacientes com sintomas de encefalite aguda foram analisadas. Achados sugestivos de encefalite viral - elevações na concentração celular, glicose e proteína total - foram observados em 234 (46,8%) amostras, designadas como Grupo 1. As 266 amostras restantes compuseram o Grupo 2. Todas as amostras foram testadas para Flavivírus (vírus da dengue 1, 2, 3 e 4, vírus da febre amarela e vírus do Nilo Ocidental), Alphavirus (região NS5) e enterovírus por RT-PCR e para herpesvírus e enterovírus usando Enterpex-CLART. Um agente etiológico viral presuntivo foi detectado em 26 amostras (5,2%), 18 (8,0%) no Grupo 1 e 8 (3,0%) no Grupo 2. No Grupo 1, herpesvírus humanos foram detectados em 9 casos, enterovírus em 7 casos, dengue vírus (DENV) em 2 CSFs e vírus da encefalite de St. Louis (SLEV) em um caso. No Grupo 2 havia 3 CSFs positivos para herpesvírus humanos, 2 para enterovírus, 2 para DENV e 1 para SLEV. A detecção de arbovírus, embora presente em uma minoria de pacientes infectados identificam esses vírus como possível agente etiológico da encefalite. Esta é uma preocupação especial em regiões onde esta classe de vírus é endêmica e tem sido associada a outras epidemias recentes.
Descritores: Encefalite viral; Líquido cefalorraquidiano; Sistema nervoso central; Arbovírus; Infecções por herpesviridae; Enterovírus.
ABSTRACT
Ferreira JE. Molecular characterization of viruses associated with encephalitis in São Paulo, Brazil [thesis]. São Paulo: “Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo”; 2020.
Viral encephalitis is an acute and often diffuse inflammatory process of cerebral parenchyma. The objective of this study was to evaluate the prevalence of viral encephalitis due to arbovirus infection of the Togaviridae and Flaviviridae families in São Paulo, Brazil. A total of 500 cerebrospinal fluid (CSF) samples collected between August 2012 and January 2013, from patients with symptoms of acute encephalitis were analyzed. Findings suggestive of viral encephalitis- elevations in cell concentration, glucose and total protein-were observed in 234 (46.8%) samples, designated as Group 1. The remaining 266 samples comprised Group 2. All samples were tested for Flaviviruses (dengue virus 1, 2, 3 and 4, yellow fever virus and West Nile virus), Alphavirus (NS5 region) and enterovirus by RT- PCR and for herpesviruses and enteroviruses using CLART- Entherpex. A presumptive viral etiological agent was detected in 26 samples (5.2%), 18 (8.0%) in Group 1 and 8 (3.0%) in Group 2. In Group 1 human herpesviruses were detected in 9 cases, enteroviruses in 7 cases, dengue viruses (DENV) in 2 CSFs and St. Louis encephalitis virus (SLEV) in one case.
In Group 2 there were 3 CSFs positive for human herpesviruses, 2 for enteroviruses, 2 for DENV and 1 for SLEV. Detection of arboviruses, even though present in a minority of infected patients, identifies these viruses as a probable etiological agent of encephalitis. This is of special concern in regions where this class of viruses is endemic and has been linked to other recent epidemics.
Descriptors: Encephalitis, viral; Cerebrospinal fluid; Central Nervous System;
Arboviruses; Herpesviridae infections; Enterovirus.
1 INTRODUÇÃO
1.1 Infecções virais do Sistema Nervoso Central
As infecções do sistema nervoso central (SNC) são importantes causas de morbimortalidade em todo o mundo1. Os vírus são a principal causa de infecções do sistema nervoso central (SNC), e estão entre os motivos mais comuns e de interesse na saúde pública, pois mais de 100 vírus são responsáveis por um amplo espectro de danos neurológicos, que ocasionam meningite asséptica, encefalite, meningoencefalite e vasculopatia, acometendo crianças, adultos, idosos e imunodeprimidos 2,3,4.
A infecção viral do SNC produz inflamação em regiões anatômicas distintas, como meninges, parênquima cerebral e nervos cranianos e/ou simultaneamente em várias regiões5. A inflamação isolada das meninges produz meningite asséptica, o envolvimento do parênquima cerebral causa encefalite, e quando há um contínuo inflamatório entre essas regiões anatômicas adjacentes (menínge e parênquima) ocorre a meningoencefalite5.
Anatomicamente, o sistema nervoso (SN) é constituído por dois subsistemas, o sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP). O SNP é formado por 12 pares de nervos cranianos, 31 pares de nervos raquidianos, gânglios e terminações nervosas6,7. O SNC compreende o encéfalo - formado pelo cérebro, cerebelo e tronco encefálico - e medula
espinhal, que se localizam, respectivamente, no interior da cavidade craniana e coluna vertebral6,7.
O SNC é revestido, de fora para dentro, pelas meninges, que são subdivididas em três membranas de tecido conjuntivo: a dura-máter constituída por um tecido conjuntivo espesso e mais resistente, que está anexado ao crânio e à camada aracnoide, além de conter nervos e vasos; aracnóide membrana delgada, justaposta à dura-máter sendo separada pelo espaço subdural, que contém uma pequena quantidade de líquido para lubrificação das superfícies de contato das membranas, e separa-se da pia-máter pelo espaço subaracnóideo, que contém o líquido cefalorraquidiano (LCR), permitindo a comunicação entre os espaços subaracnóideos do encéfalo e da medula; a pia- máter meninge mais interna, que adere à superfície do encéfalo e da medula, e recebe numerosos prolongamentos dos astrócitos do tecido nervoso, além de acompanhar os vasos que penetram no tecido nervoso pelo espaço subaracnóideo6,7,8. As meninges com o LCR têm a função de proteger as estruturas cerebrais6,7,8,9.
O LCR é um fluído aquoso claro, estéril que apresenta uma osmolaridade em equilíbrio com a sanguínea. Em sua composição apresenta 99% de água e 1% de íons, proteínas, glicose e neurotransmissores10,11,12. Comparado ao plasma, é composto em maior concentração de cloreto, sódio e magnésio, e em menor concentração de potássio e cálcio, sendo que essa diferença está associada ao transporte ativo de íons H+ e HCO3− pelas anidrases carbônicas citoplasmáticas, por Na+ e Cl- pelas proteínas de transporte basolaterais10,11,12.
A maior produção do LCR se concentra no epitélio do plexo coróide dos ventrículos cerebrais e somente um quarto é sintetizado no epitélio ependimário, parênquima cerebral e líquido intersticial. O processo de secreção de LCR ocorre em dois estágios nos quatro plexos coroides. No primeiro, o plasma é filtrado de forma passiva pelo endotélio capilar entre as frestas no espaço intersticial coroide, devido ao gradiente de pressão osmótica entre as duas superfícies, e no segundo, o ultrafiltrado passa por transporte ativo pelo epitélio coróide para os espaços ventriculares10,11,12,13
.
Nos seres humanos a taxa de secreção de LCR varia entre 0,3-0,4 mL/min, correspondente a 18-25 mL/hora e 430-530 mL/dia, sendo totalmente substituído a cada 4 horas. Estima-se que o volume total de LCR num indivíduo adulto normal seja de 100 a 150 mL, em recém-nascidos (RN), varia de 10 mL a 60 mL10,11.
O LCR produzido pelos plexos coroides nos ventrículos laterais circula pelo cérebro e medula espinhal pelo espaço subaracnóideo, ventrículos cerebrais e canal central da medula. O esquema de circulação se resume em:
o LCR passa para o III ventrículo na linha média do cérebro pelos forames interventriculares (forames de Monro), e em seguida, passa pelo aqueduto cerebral (aqueduto de Sylvius) para o IV ventrículo, e atravessa as aberturas medianas (abertura de Magendie) e laterais (aberturas de Luschka) para o espaço subaracnóideo, respectivamente da medula espinhal e cérebro.
Posteriormente é reabsorvido pelas granulações aracnóideas, que se localizam no interior da dura-máter. Essas granulações predominam no eixo sagital superior, onde a circulação do LCR ocorre de baixo para cima, atravessando o espaço entre a incisura da tenda e o mesencéfalo. No espaço subaracnóideo
da medula, o LCR circula em direção caudal, sendo que apenas uma parte retorna, pois, a outra é reabsorvida pelas granulações aracnóideas existentes nos prolongamentos da dura-máter, que acompanham as raízes dos nervos espinhais. O LCR é produzido continuamente ao longo da via circulatória, e quaisquer alterações em seu volume são influenciadas pela osmolaridade do LCR (Figura 1)7,10,11,12.
O SNC está protegido por barreiras, das quais podemos destacar a barreira hematoencefálica (BHE), que restringe a permeabilidade de substâncias do sangue para o tecido nervoso; a barreira hematoliquórica (BHL), limita a passagem do sangue para o LCR, barreira encéfalo-liquórica que restringe a circulação do líquor para o tecido nervoso, barreira hematorretiniana (BHR) que atua contra macromoléculas e proporciona um mecanismo de controle do fluxo de fluidos e metabólitos; e barreira hematoneural existente no SNP, que também limita a interação entre os nervos periféricos e o sangue circulante1,14.
A BHE é uma barreira física, metabólica e de transporte, que apresenta uma interface dinâmica e complexa entre o sangue e o SNC, com a função de regular o microambiente cerebral, estrita limitação de fornecer nutrientes para o cérebro, proteger de substâncias tóxicas e micro-organismos no parênquima cerebral1,15.
Figura 1- Produção, circulação e reabsorção do LCR no SNC.
A: Localização dos locais de produção, circulação e reabsorção do LCR, as setas indicam a direção do fluxo. B: Síntese do LCR no plexo coroide. C:
Esquema da circulação do LCR.
Fonte: Modificado de Lopes*, Aula de Anatomia**(post em blog)
*Lopes LS. Meninges, Líquido Cerebroespinal, Barreiras Encefálicas Vascularização do Sistema Nervoso Central. Neuroanatomia. Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.
[internet].Disponível
em:https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/2298248/mod_resource/content/1/Meninges%2C%
20LCR%20e%20Vasculariza%C3%A7%C3%A3o.pdf.
**Aula de Anatomia. [internet].Disponível em:
https://www.auladeanatomia.com/novosite/pt/sistemas/sistema-nervoso/meninges-e-liquor/
Plexos Coróides (Ventrículos laterais)
Forame de MONRO (Interventricular)
III Ventrículo
Aqueduto de Sylvius
IV Ventrículo
Forame de Luschka (laterais)
Cérebro
Granulações aracnóideas Forame de
Megendie (mediana) Medula espinhal
A BHE é formada por células endoteliais microvasculares cerebrais cercadas por pericitos, astrocíticos, micróglia, neurônios e matriz extracelular e as interações dessas células constituem a unidade neurovascular (UNV), que garantem a integridade da BHE1,15,16. Entre as células endoteliais cerebrais, ficam alinhadas as junções estreitas intercelulares (junções oclusivas), com a finalidade de controlar a abertura e fechamento da BHE, impedindo a passagem de substâncias do sangue para o SNC; os prolongamentos dos astrócitos auxiliam na constituição da BHE, pois formam uma rede delgada próxima ao endotélio e envolvem os neurônios aos capilares sanguíneos, atuando no controle do tônus vascular; os pericitos se unem as células endoteliais, com funções na estabilidade vascular e regulação da homeostase cerebral, sendo que sua ruptura ocasiona uma alteração na BHE, causando uma inflamação no SNC (Figura 2)1,15,16,17,18,19,20
. Além disso, a falta de aberturas, baixa atividade pinocitótica e bombas de efluxo no endotélio cerebral bloqueiam a entrada de moléculas entre o sangue e o cérebro1,15,16,17,18,19
. Em situações fisiológicas, a permeabilidade da BHE é regulada principalmente por fatores derivados de astrócitos, que controlam as propriedades de transporte do endotélio e a organização da arquitetura das junções oclusivas21.
A barreira hematoliquórica (BHL) é formada pelo epitélio ependimário, que reveste os plexos coroides localizado nos ventrículos cerebrais, pelas células imunes e capilares fenestrados e pela presença das junções de oclusão que unem as células próximas à superfície ventricular (Figura 2)14,15,20. As células epiteliais do plexo coroide apresentam moléculas transportadoras como
as Na+/K+ATPase, transportador Na+/NaHCO₃ (co-transportador eletrogênico- NBCe2) e co-transportador de potássio e cloreto (KCC4). A BHL exerce uma função de manter a homeostase do cérebro, pois permite a passagem direta de água, íons e nutrientes para o interior LCR20,21,22.
Embora o SNC esteja protegido pelas barreiras fisiológicas que separam a corrente sanguínea e o cérebro, há vários patógenos que são capazes de invadir o cérebro, ocasionando uma disfunção da BHE, com a perda da homeostase, sendo considerado o mecanismo de progressão de várias doenças no SNC23,24.
A penetração de vírus no cérebro pode levar à disfunção BHE, incluindo aumento da permeabilidade, pleocitose e encefalopatia. A fisiopatologia da infecção pode ocorrer de forma paracelular, transcelular e/ou em fagócitos infectados (mecanismo de “cavalo de Tróia”)1,20. A via transcelular ocorre com a penetração do vírus através das células da barreira, sem qualquer evidência de micro-organismos entre as células ou de dano intracelular das junções estreitas intercelulares1,20. A via paracelular é caracterizada pela penetração do vírus entre as células da barreira, com ou sem danos nas junções estreitas intercelulares, enquanto o mecanismo “cavalo de Tróia” envolve a penetração viral nas células da barreira usando transmigração nos fagócitos infectados (Figura 3)1,20.
Figura 2 - Barreiras hemato-neurais: A - Barreira Hematoencefálica; B - Barreira do líquido cefalorraquidiano; C - Barreira hematorretiniana; D - Barreira hemato-espinhal.
Fonte: Adaptado de Kim, 20081.
A neuroinflamação tem um papel central nas patologias das doenças cerebrais, pois uma resposta inflamatória exacerbada ou descontrolada pode ser fatal e progredir para doenças neurológicas agudas e crônicas, como a
encefalite25. A diversidade de componentes moleculares e celulares envolvidos no processo inflamatório incluem a infiltração do parênquima cerebral e ativação de células imunes, superprodução de citocinas, quimiocinas e moléculas de adesão, que ocasionam disfunção e/ou destruição neuronal25.
Figura 3 - Mecanismos envolvidos na passagem microbiana da barreira hematoencefálica. a. Travessia transcelular; b. Travessia paracelular; c. O mecanismo de cavalo de Tróia.
Fonte: Adaptado de Kim, 20081.
As infecções virais no SNC, principalmente meningite e encefalite, ocorrem quando o vírus penetra o espaço subaracnóideo e causa um processo inflamatório, podendo desencadear a liberação de fatores inflamatórios, como citocinas, que levam a danos teciduais localizados, como aumento da permeabilidade tecidual e rompimento da barreira hematoencefálica5,9,13,24.
A meningite viral, também denominada de meningite asséptica, é um processo inflamatório das meninges, que pode ocorrer em indivíduos de qualquer faixa etária, ao início agudo de sintomas e febre meníngea, pleocitose do líquido cefalorraquidiano, e geralmente apresenta um processo autolimitado, sendo que o agravo do quadro pode provocar uma encefalite ou meningoencefalite5,9,13.
Na meningite viral, os agentes mais comumente responsáveis em causar a infecção são os enterovírus, herpesvírus (HSV-2, VZV, CMV e EB), vírus da Coriomeningite linfocitária (CML), arbovírus, adenovírus e vírus da imunodeficiência humana (HIV)9,13. A sintomatologia geralmente se manifesta com cefaleia, fotofobia, rigidez de nuca e outros sinais característicos de irritação meníngea5,9,13.
Na encefalite, uma característica marcante é o estado mental alterado, sinais neurológicos focais ou difusos, déficits motores ou sensoriais, alterações de comportamento ou de personalidade e distúrbios da fala ou movimento9,13.
Apesar do SNC seja protegido por um sistema de barreira altamente complexo, os patógenos virais são capazes de estabelecer infecção nas células endoteliais vasculares cerebrais, que permitem a passagem direta através da BHE para as células da glia e neurônios adjacentes, sendo que podem infectar por outros mecanismos, que incluem infecção direta do epitélio
do plexo coróide, células hematopoiéticas infectadas por vírus e que são transportadas para o SNC por fluxo sanguíneo direto por células linfóide, ou ainda pela quebra induzida por inflamação da BHE5. Outra forma de invasão ao SNC ocorre quando os vírus infectam e migram por neurônios sensoriais, motores periféricos ou neurônios sensoriais olfativos, cujos dendritos são diretamente expostos às vias aéreas nasais5. Em geral, os vírus que atingem as células das meninges ou do revestimento ventricular, plexo coróide e ependimário geralmente induzem meningite, enquanto aqueles que infectam o parênquima do SNC dão origem a meningoencefalite, encefalite ou mielite5.
O tecido cerebral lesionado se recupera de forma lenta e em alguns casos pode ocorrer de forma incompleta. Mesmo em pacientes que se recuperam totalmente da encefalite viral, podem ser necessários meses para o retorno à função normal. Embora muitas vezes a etiologia definitiva dessas infecções virais do SNC não seja confirmada, a encefalite viral e a meningite ocorrem com frequência e devem ser reconhecidas9.
1.2 Encefalite Viral
A encefalite viral é um processo inflamatório agudo e difuso do parênquima cerebral, e na maioria dos casos há acometimento associado das meninges e do espaço subaracnóideo, ocasionando o quadro de meningoencefalite26,27,28,29
. A situação habitual é de uma doença aguda por um
processo inflamatório o qual pode comprometer de forma grave a função cerebral, algumas vezes de maneira irreversível, pois o resultado do dano viral ao sistema nervoso central (SNC) é determinado pela combinação da resposta imune do hospedeiro e da neurovirulência viral26,27,28,29
.
A encefalite é uma doença comum e grave, e suas manifestações clínicas variam de pessoa para pessoa, predomina em idosos, crianças e pacientes imunossuprimidos, e pode apresentar significativa morbimortalidade27,29,30,31,32
. Suas principais características incluem estado mental alterado e várias combinações de febre aguda, convulsões, déficits neurológicos, pleocitose do líquido cefalorraquidiano (LCR) e anormalidades no eletroencefalográfico (EEG)29,33. Embora existam muitos motivos para essa doença, às causas mais comumente identificadas são os vírus neurotrópicos29,33.
A etiologia da encefalite viral ainda é um desafio, pois em muitos casos não são detectados27. Entretanto, vários vírus estão associados à causa das encefalites, como vírus Herpes Simplex (HSV) -1 (comumente implicado na encefalite esporádica fatal), seguido dos demais vírus da família herpes (HSV- 2, varicela-zoster, citomegalovírus, Epstein-Barr e HHV 6 e 7); paramixovírus (sarampo, rubéola); enterovírus (EV 70 e 71, vírus da poliomielite, eco e cox);
flavivírus (Nilo Ocidental, encefalite japonesa, dengue e vírus do zika);
retrovírus (vírus da imunodeficiência humana); alfavírus (equino venezuelano, equino oriental, encefalite equina ocidental); bunyavírus (vírus de La Crosse);
rabdovírus (vírus da raiva); parvovírus (B19); ortomixovírus (vírus influenza A);
e astrovírus (Tabela 1)34.
Tabela 1 - Agentes etiológicos de infecção viral no sistema nervoso central.
Tipo de Vírus: RNA
Família Gênero Vírus
Arenaviridae Arenavírus Vírus da coriomeningitelinfocítica (LCMV), vírus Sabiá, vírus Lassa Bunyaviridae
(Arbovírus)
Bunyavírus Vírus da encefalite La Crosse Filoviridae Filovírus Vírus Ebola, vírus Marburg Flaviridae
(Arbovírus)
Flavivírus Vírus St. Louis, West Nile vírus, vírus da Encefalite Japonesa B, vírus Rocio, vírus Iguape, vírus Tick- borne, Zikavírus
Orthomyxoviridae Influenzavirus A Vírus Influenza A
Paramyxoviridae Paramixovírus Vírus da caxumba, vírus do sarampo
Picornaviridae Enterovírus Poliovírus, Coxsackievírus, Echovírus
Reoviridae (Arbovírus)
Coltivírus Febre do carrapato do Colorado Retroviridae Lentivírus Vírus da Imunodeficiência Humana
(HIV)
Rhabdoviridae Lyssavírus Vírus da Raiva Togaviridae
(Arbovírus)
Alphavírus Vírus das Encefalites equinas Leste, Oeste e Venezuelana, Vírus Chikungunya, Vírus Mayaro
Togaviridae Rubivírus Vírus da Rubéola Tipo de Vírus: DNA
Família Gênero Vírus
Herpesviridae Herpesvírus Herpes vírus simplex (HSV-1 e HSV-2)
vírus da Varicella-Zoster (VZV), vírus Epstein-Barr (EBV), citomegalovírus (CMV), herpes vírus humano tipo 6 (HHV 6), herpes vírus humano tipo 7 (HHV7)
Adenoviridae Adenovírus Adenovírus humano Fonte: Modificado de Kennedy, 20044 e Tuppeny, 201313.
No entanto, até 60% dos casos de encefalite viral presumida permanecem sem explicação devido a falha nas técnicas convencionais de
laboratório para detectar um agente infeccioso31,34. Dessa forma, é importante avaliar os indícios para a identificação dos vírus que incluem: a localização geográfica; idade; comorbidades; história epidemiológica sobre viagens recentes, exposição a vetores, animais ou contatos de doentes; sintoma prodrômico; manifestações sistêmica e neurológica27,28.
A patogênese da encefalite viral pode ocorrer quando os vírus penetram o Sistema Nervoso Central (SNC) por via hematogênica ou por via intraneuronal, mas em alguns casos pode haver um comprometimento dos vasos sanguíneos, ocasionando uma vasculite, e em outros pacientes foram relatados um processo de desmielização após a infecção2,5,35.
A disseminação hematogênica durante uma viremia é a mais comum e resulta em transporte passivo do vírus pelo endotélio do plexo coróide ou pela replicação viral ativa em células endoteliais, ocasionando uma reação inflamatória e alteração da barreira hematoencefálica, sendo que isso ocorre com os enterovírus, poliovírus e arbovírus2,5,35. A infiltração linfocítica perivascular resulta da transferência passiva do vírus através do endotélio nas junções pinocitóticas do plexo coróide (via paracelular) ou da replicação ativa do vírus nas células endoteliais capilares (via transcelular)1,2,5.
Os vírus podem infectar o SNC por via intraneuronal, sendo que a infecção viral do trato olfativo permite a disseminação do vírus para o SNC por intermédio do trigêmeo, olfatório e simpático/parassimpático, como ocorre com o HSV1,2. A migração do vírus consiste desde a extremidade do axônio ou de um dendrito em direção ao corpo do neurônio, onde a replicação pode continuar intraneuronal, ou propagar de célula a célula no meio extracelular, como exemplo ocorre pela infecção pelo vírus da raiva2.
O processo infeccioso viral pode induzir distúrbios neurológicos durante a infecção primária, ou em determinadas situações em que ocorre a reativação do vírus (fase latente para lítica), e também por mecanismos imunomediados no caso de encefalomielite disseminada aguda36. Na infecção primária a entrada e replicação viral podem ser por via cutânea, conjuntivas e/ou pelas células epiteliais do trato respiratório ou gastrointestinal, e o período de incubação varia de 1 a 21 dias, ou entre o contato com o vírus e o início dos sintomas36. A probabilidade de causar a infecção no SNC é dependente da eficiência da replicação do vírus em locais sistêmicos, pelos efeitos protetores das respostas imunes inatas ou adaptativas do hospedeiro, pela magnitude ou duração resultante da viremia e pela integridade das barreiras que compõem o SNC36.
Os principais sintomas e sinais de encefalite viral têm início agudo apresentando uma tríade: febre, nível alterado de consciência e cefaleia, e outros sinais clínicos podem associar-se como náuseas, vômitos e progredir com sintomas neurológicos, como alterações do nível de consciência, desorientação, distúrbios comportamentais, déficit motor, afasia, hemiparesias e crises convulsivas. Entretanto, esses sinais vitais podem evoluir de confusão mental para torpor e coma3,32.
As manifestações clínicas e a progressão da doença estão intimamente relacionadas às áreas do sistema nervoso acometidas, determinadas pelo neurotropismo viral, e com isso distinguem um paciente com encefalite de um com meningite viral, que pode ter cefaleia, rigidez nucal e febre, mas não alterações sensoriais ou neurológicas focais alteradas3. A concomitância de determinados sinais ou sintomas como rash cutâneo, lesão labial herpética,
anosmia e alucinações olfatórias, podem ajudar na identificação do vírus envolvido na patogênese da doença3.
No mundo, os principais agentes causadores de encefalites são os herpesvírus, arbovírus e enterovírus não-polio3,36. Nos países desenvolvidos, o herpes vírus tipo 1 (HSV-1) é a principal causa de encefalite esporádica em adultos, sendo observado em 65% dos estudos, enquanto o vírus varicela zoster (VZV) é responsável por até 22% dos casos pediátricos3,37.
Globalmente, as diferenças regionais moldam a epidemiologia da encefalite, especialmente aquelas transmitidas por vetores3,37. Na Ásia, vírus da encefalite japonesa (JEV) foi o agente infeccioso mais prevalente relatado em estudos e afeta principalmente crianças37.
As etiologias diferem na Europa, com HSV e VZV como os agentes mais frequentes, além do enterovirus (EV) e vários arbovírus37. Na França os agentes etiológicos mais frequentes foram HSV (22%), VZV (8%), já no Reino Unido foi de HSV (19%), VZV (5%), na Espanha foi de HSV (20%), VZV (5.3%), EV (2,6%), na Finlândia a prevalência foi de VZV (12%), HSV1 (9%), TBE (9%), enquanto na Itália foi de HSV (15%), VZV (7%), arboviruses (0,5%)37.
Na Nova Zelândia e Austrália as prevalências dos agentes etiológicos foram respectivamente: VZV (14%), HSV (11%), EV (3%) e: HSV (13%), VZV (3,8%)37.
O vírus da encefalite transmitida por carrapatos (TBEV) foi mais frequentemente no leste, norte da Europa e principalmente na Rússia37. Entretanto, outros flavivírus e alfavírus foram mais frequentemente observados, como o West Nile Vírus (WNV), que é o agente etiológico mais prevalente em
partes da Europa, Rússia, África, Oriente Médio, Índia, Indonésia e América do Norte3,26,29,37.
No Canadá, a prevalência dos principais agentes etiológicos responsáveis pelos casos de encefalite viral são o VZV (17,7%), HSV (9,3%), WNV (3,1%)37.
Nos Estados Unidos, 20 a 50% dos casos de encefalite são ocasionadas por vírus, sendo que o vírus herpes simplex (HSV) ocupa 50 a 75% dos casos virais identificados, seguido pelo vírus da varicela-zoster (VZV), enterovírus e arbovírus29. Entre as arboviroses o West Nile Vírus (WNV), é o responsável pela maioria dos casos de encefalite viral aguda, estimando um alto custo na hospitalização, cuidados após a alta (com cuidadores e na reabilitação)29.
No Brasil, semelhante ao encontrado em outros países, os agentes responsáveis pela maioria dos casos de encefalites virais são os herpesvírus do tipo 1 e 2 (HSV-1 e HSV-2), seguido pelos arbovirus em destaque para os flavivírus, enterovírus não pólio, e influenza A38. O risco do aparecimento de novas doenças emergentes e reemergentes causadas por vírus está relacionado com o fato que o país possui grandes centros urbanos com alta densidade populacional, infestados por mosquitos dos gêneros Culex e Aedes, os quais, além de serem vetores de arbovírus, são altamente antropofílicos38. Entre os arbovírus que circulam no Brasil, os membros das famílias Togaviridae, Flaviviridae, Peribunyaviridae, Reoviridae e Rhabdoviridae causam o maior número de infecções e doenças em humanos, em que podemos destacar os vírus Bussuquara (BUSV), Cacicaporé (CPCV), Dengue (DENV) sorotipos 1-4, Rocio (ROCV), Iguape (IGUV), Ilhéus (ILHV), febre
amarela (YFV) e o vírus da encefalite de Saint Louis (SLEV) são todos flavivírus de importância médica que foram isolados no Brasil39,40,41,. No final de 2014, países sul-americanos, como Guiana Francesa, Venezuela, Colômbia, Suriname, Paraguai e Brasil, já haviam relatado a circulação local de vírus Chikungunya (CHIKV). Em 2015, é confirmada a entrada do vírus Zika (ZIKV) no país, emque foram relatados os primeiros casos humanos autóctones principalmente na Bahia e Rio Grande do Norte42,43,44,45,46
.
As manifestações clínicas da encefalite viral se baseiam nos sinais e sintomas que requer alteração do estado mental com alteração do nível de consciência, febre, dor de garganta, rigidez no pescoço, calafrios, náusea, vômito, diarreia, erupção cutânea, linfadenopatia, artralgia, mialgia, letargia, mudança de personalidade; e nos achados neurológicos: focal e difuso, pode apresentar sonolência e coma profundo26,35,36,47
. A manifestação focal é caracterizada pela disseminação neuronal do vírus com sintomas de convulsões, déficits motores, afasia, mudanças comportamentais e de personalidade47. A difusa resulta da disseminação hematogênica do vírus que atravessa a barreira hematoencefálica pelas células ependimais, com alterações do estado mental e convulsões generalizadas47. A encefalite leve pode apresentar quadro focal ou difuso, sem comprometimento neurológico47. Quando grave, a encefalite pode estar associada à hipotensão ou hipertensão, hepatite, insuficiência renal, comprometimento respiratório e morte por complicações sistêmicas graves36,48.
No diagnóstico laboratorial, a punção lombar para a obtenção do líquido cefalorraquidiano (LCR) permite investigar inicialmente, pela contagem de
células e concentração de glicose, a presença ou ausência de infecção, e também ser um indício do provável agente etiológico envolvido nessa infecção34,35,36. A análise do LCR apresenta pleocitose com predomínio linfocítico, proteinarraquia e glicorraquia que pode apresentar normal ou aumentada35,36. A contagem de leucócitos pode ser acentuadamente aumentada na encefalite causada pelo HSV-1, enquanto a glicorraquia pode ser um pouco reduzida na infecção por enterovírus36. Na encefalite por HSV pode ser comum à presença de eritrócitos no líquido cefalorraquidiano, devido a lesões hemorrágicas no parênquima cerebral13.
A análise molecular do LCR por meio da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) para a detecção do antígeno é o método de referência para o diagnóstico de infecções virais no SNC, pois permite a detecção de vírus de forma rápida e favorece a terapêutica dos pacientes, a fim de limitar a necrose cerebral, por exemplo, na encefalite herpética, e na economia de custos na hospitalização35,36,49. Além disso, a quantificação da carga viral por PCR em tempo real é útil para monitorar a eficácia da terapia antiviral, bem como para estabelecer o prognóstico da doença35,36,49,50
. No entanto, o pequeno volume de LCR disponível, combinado com o grande número de vírus DNA e RNA potencialmente responsáveis por meningite ou encefalite, dificulta a busca do agente etiológico num perfil diagnóstico exaustivo50.
O avanço nos métodos de PCR, como o desenvolvimento de tecnologias multiplex, permite identificar simultaneamente mais de um patógeno em amostras clínicas e agilizar o diagnóstico laboratorial50.
A técnica de microarranjos (microarray) de ácidos nucleicos possibilita a avaliação simultânea de milhares de genes utilizando sondas específicas
marcadas com fluoróforos sob uma plataforma sólida, e com isso permite a identificação dos agentes etiológicos,50,51,52. Atualmente, há várias plataformas para identificação dos agentes etiológicos do SNC, como, por exemplo, estão disponíveis sistemas para herpesvírus e enterovírus, e para herpesvírus, enterovírus e flavivirus51,52.
A pesquisa de anticorpos de infecções virais no SNC, requer a síntese de IgM antiviral específica que pode ser sintetizada a partir de 7 a 10 dias após a infecção do SNC, sendo que a mesma não atravessa a barreira hematoencefálica devido ao seu tamanho32,35. Cerca de 50% dos casos desenvolvem índice de IgG elevado e apresenta relevância diagnóstica nos casos de infecções virais do SNC, tais como sarampo, rubéola, HSV, VZV, CMV, HTLV‑I e VJC32. A detecção de IgM é útil para infecções por flavivírus e menos para herpesvírus, que geralmente são reativações32. Ao contrário da IgM, a IgG é normalmente encontrada no LCR, portanto, em uma infecção aguda primária no SNC, a IgG aumenta mais tarde que a IgM no LCR e no soro, entretanto, nas reativações e infecções secundárias, a IgG tende a aumentar precocemente do que a IgM32.
O neurodiagnóstico por imagem pode ser realizado pela ressonância magnética (RM) - em que esse método apresenta melhor sensibilidade na captura das imagens-, e pela tomografia computadorizada (TC) de crânio, sendo que ambos permitem auxiliar no diagnóstico das encefalites, pois permite revelar a presença de edema difuso e lesão focal32,36. A RM e TC podem parecer normais quando realizada antecipadamente, entretanto, quando utilizada a RM ponderada por difusão pode demonstrar alterações precoces36.
A análise da atividade cerebral é realizada pelo diagnóstico do eletroencefalograma (EEG), que permite um estudo neurodiagnóstico adjuvante, pois as alterações podem ser focais ou difusas e depende do local das lesões, em que varia de acordo com o agente etiológico e a gravidade da encefalite32,36.
O prognóstico dos casos de encefalite viral está associado à alta morbidade e mortalidade, apresentando sequelas tardias, e depende em grande parte da idade, agente etiológico e gravidade do episódio clínico53. Entretanto, os pacientes que permanecem sintomáticos têm dificuldades em concentração, distúrbios comportamentais e de fala e/ou perda de memória, e em casos raros, os pacientes podem permanecer em estado vegetativo3,4,26. A complicação mais comum em longo prazo após o processo infeccioso são as convulsões, que podem ocorrer em 10 a 20% dos pacientes, e geralmente são resistentes à terapia médica3. Cerca de 60% dos pacientes sofrem de distúrbio de memória grave, que se apresenta como demência clínica26. Além do custo pessoal, familiar e social, a sobrevivência desses pacientes raramente tornam- os produtivos novamente26,27. O prognóstico das encefalites virais depende do agente etiológico, pois algumas encefalites ocasionadas por arbovírus - como as encefalites equina ocidental, Japonesa B, da primavera-verão Russa, do vale de Murray - deixam sequelas graves como demência, convulsões e sinais deficitários focais em até 50% dos casos13,26,27,28,31,33,34,35,37
. Outras apresentam um desenvolvimento benigno como o caso da Encefalite Venezuelana e do Colorado. A encefalite pelo vírus da raiva se caracteriza de forma progressiva e aguda, portanto, fatal na totalidade dos casos acometidos13,26,27,28,31,33,34,35,37
. A encefalite herpética causa morbimortalidade podendo desenvolver sequelas
motoras, distúrbios de comportamento ou epilepsia. Nos pacientes idosos, crianças e em imunodeprimidos, ocorre quadros com sinais neurológicos mais graves, podendo causar sequelas graves e incapacitantes, como convulsões13,26,27,28,31,33,34,35,37
. A incidência de encefalite varia de 1,5 a 8/100.000 habitantes, sendo maior em crianças menores de um ano de idade38,54.
Na literatura, estudos indicam que a letalidade por encefalite ocasionada por arbovírus é, em média de 7%, entretanto, a encefalite herpética pode apresentar um alto índice de mortalidade, ocorrendo em até 70% dos casos quando não tratado26,32.
A maioria das infecções transmitidas por artrópodes, o controle vetorial e a prevenção de picadas continuam sendo as melhores abordagens para a prevenção, pois a terapia antiviral específica para encefalite viral é geralmente limitada às doenças causadas por herpesvírus3.
1.3 Agentes etiológicos de encefalite viral
1.3.1 Herpesvírus
Os herpesvírus humano (HHVs), pertencentes da família Herpesviridae, estão distribuídos em todo mundo, adultos e crianças são infectados por um ou
mais HHVs, provocando a disseminação de doenças55. A família Herpesviridae está subdividida em três subfamílias que compreende: alfa [herpesvírus simples (HSV ou HHV- 1 e HSV ou HHV- 2) e vírus da varicela zoster (correspondente ao VZV ou HHV- 3)]; beta: [citomegalovírus humano (HCMV ou HHV-5), HHV6 e HHV7)]; e gama: [vírus Epstein-Barr (EBV ou HHV- 4 e herpesvírus associado ao sarcoma de Kaposi (KSHV ou HHV-8)]56,57,58.
Esses vírus são relativamente grandes, cerca de 100-200 nm, encapsulado num capsídeo com forma icosaédrica, coberto com uma camada heterogênea de proteínas virais e RNAs chamados tegumento, e externamente apresenta uma membrana de bicamada lipídica, o envelope, que contém várias glicoproteínas codificadas pelo vírus55,56,57,58
. O genoma de DNA linear de fita dupla (dsDNA) de 120 a 240 kb55,56,58. Quanto à diversidade genética, estão entre os vírus humanos mais complexos, por exemplo, no caso do citomegalovírus (CMV), ocorre splicing alternativo de códons de início que dão origem a mais de 700 proteínas virais diferentes57,58.
Os herpesvírus apresentam uma característica típica de estabelecer infecção latente ao longo da vida de seu hospedeiro, e sofre reativação lítica em certas condições fisiopatológicas56,58. A infecção primária ocorre nos epitélios, seguido pelo estabelecimento de uma infecção latente em células neuronais ou linfócitos, servindo de reservatório viral58. A recorrência da infecção é causada pela reativação do vírus, a partir de seu estado latente58.
As infecções por herpesvírus são mais comumente diagnosticadas pela presença de anticorpos e antígenos específicos ou pela detecção de DNA viral por PCR58.
1.3.1.1 Herpesvírus simples (HSV- 1 e HSV- 2)
O vírus herpes simples (HSV) é a causa não epidêmica mais comum de encefalite infecciosa na maioria dos países27,55,58. O HSV-1é um herpesvírus neurotrópico humano associado ao herpes labial, paralisia de Bell e neurite vestibular58. O HSV-2 é transmitido pela mucosa genital em adultos e os recém-nascidos podem ser infectados durante o parto, causando uma infecção disseminada e podendo se propagar para o SNC35.
O HSV-1 é responsável por cerca de 90% dos casos de encefalite em crianças e adultos, exceto na população neonatal, em que o HSV-2 predomina por causar infecção durante o parto normal ou vaginal27,32,55. A encefalite por HSV segue uma distribuição etária bimodal, sendo que um terço dos pacientes tem menos de vinte anos, e metade deles, mais de 50 anos3,32,55. Casos de encefalite por HSV podem resultar de infecção primária ou reativação viral (fase latente)55,56,57,58
. Após a infecção inicial, o HSV-1 estabelece uma infecção latente nos gânglios neurais sensoriais, podendo ser reativado periodicamente27,58. Em pacientes mais jovens, principalmente crianças, a encefalite por HSV-1 ocorre durante a infecção primária27,32,58.
A patogênese do HSV-1 no SNC ocorre é pela invasão via nervo trigêmeo ou via olfativa, após infecção primária na orofaringe, e observa-se lesão inflamatória e necrosante focal nos lobos temporais, nas estruturas límbicas e no córtex frontal orbital27,58. O HSV-1 está presente em cerca de
70% dos casos de encefalite, com anticorpos, mostrando que a reativação viral deve ser um mecanismo comum, mas não está esclarecido se a reativação ocorre no gânglio trigêmeo ou se teve latência já estabelecida no próprio cérebro27,58.
A maioria dos pacientes apresenta sintomas inespecíficos, incluindo febre, dor de cabeça, confusão e comportamento alterado3,59. Características neurológicas menos frequentes incluem disfasia, convulsões, neuropatias cranianas e outros déficits neurológicos focais3,59. As manifestações clínicas geralmente evoluem ao longo de alguns dias, com cerca de um terço dos pacientes ficando em coma3,59.
A encefalite herpética é a causa mais frequente de encefalite esporádica aguda (não sazonal) nos Estados Unidos (EUA) e Europa e estima-se que a frequência de encefalite herpética nos EUA seja de um caso por 250.000 a 500.000 habitantes3,58. Nos EUA, o HSV-2 é soroprevalente em 20% dos indivíduos, e causam síndromes neurológicas como meningite recorrente, encefalite, principalmente em neonatos e radiculite lombossacra35.
A análise do LCR apresenta pleocitose de células mononucleares (∼40 leucócitos/mm3), aumento discreto de proteinorraquia, os níveis de glicose são normais na maioria dos casos, mas foram relatadas hipoglicorraquias, e a presença de glóbulos vermelhos não é sensível nem específica para a encefalite por HSV27.
O diagnóstico é baseado na análise do LCR para detecção do DNA do HSV-1 e HSV-2 por reação em cadeia da polimerase (PCR), com sensibilidade e especificidade superiores a 95%, e resultado falso negativo pode acontecer nas primeiras 72 h após o início dos sintomas neurológicos3,27,47,49,59
.
1.3.1.2 Vírus Varicella-Zoster (VZV)
O vírus varicela-zoster (VZV) é um herpesvirus neurotrópico, que causa uma infecção primária denominada varicela, e a inflamação secundária designa-se de herpes zoster, que ocorre pela reativação do vírus da fase de latência presente nos neurônios do nervo craniano, raiz dorsal e gânglios sensoriais27,31,59,60,61
. O VZV é a segunda causa mais comum de encefalite viral, e acomete crianças, que apresentam manifestação comum como ataxia cerebelar e/ou encefalite difusa; e em pacientes idosos ou imunocomprometidos ocorre a reativação viral27,31,59,60,61,62
.
A encefalite por VZV é reconhecida pelo termo vasculopatia cerebral, pois se caracteriza por uma inflamação nos vasos endoteliais cerebrovasculares causando déficit neurológico focal agudo após a distribuição trigeminal por semanas a meses, e/ou infecção de células coróides27,32,62. Essa infecção ocorre com maior frequência no SNC e causa cerebelite, predominando em crianças com varicela27,31,59,62
. A encefalite associada ao herpes zoster pode manifestar um quadro de vasculite27,31,59,62
. Entretanto, em pacientes imunocomprometidos, apresenta vasculopatia multifocal envolvendo artérias de pequeno e médio porte, provocando alterações do estado mental, déficits focais e pleocitose mononuclear no LCR27.
O dano neurovascular ocasionado pelo VZV relata quadro de neuralgia pós-herpética; paralisia de nervos cranianos; mielite; encefalite; vasculite de grandes vasos, e em estados mais graves pode ocasionar acidente vascular
cerebral isquêmico, e em pequenos vasos lesões desmielinizantes. Em casos raros, pode causar ventriculite, ao infectar o epêndima, em pacientes imunocomprometidos; encefalomielite, uma complicação pós-infecciosa com ataxia cerebelar, que ocorre após erupção cutânea primária em crianças; e meningite27,31,32,35,37,
.
A síndrome de Reye, uma encefalopatia grave, incomum e às vezes fatal, pode se desenvolver em associação com varicela ou herpes zoster, até mesmo em pacientes imunocompetentes63. A maioria dos casos de encefalopatia em crianças resultou dessa síndrome, que associa uma encefalomielite a uma infiltração gordurosa hepática e renal de evolução grave26,63. Os sintomas típicos são neuropatias cranianas, estado mental alterado, sinal neurológico focal, e às vezes, convulsões47,59.
A análise laboratorial do LCR mostra uma pleocitose linfocítica leve (7- 260 leucócitos/mm3), e níveis normais ou discretamente elevados de proteinorraquia (máximo de 76 mg/dL) e glicorraquia3,27,60.
A pesquisa de anticorpos intratecais anti-VZV, IgM pode estar presente após cinco dias do início dos sintomas, e pode contribuir para confirmar o diagnóstico da doença do VZV no LCR, mesmo quando os estudos de PCR são negativos, com isso a análise do genoma viral e a pesquisa de anticorpos podem serem utilizadas como uma estratégia para determinar o agente etiológico27,32,60.
O diagnóstico molecular deve ser baseado na análise do LCR para detecção do DNA do VZV por reação em cadeia da polimerase (PCR), que apresenta boa especificidade (100%). Entretanto, há limitações na sensibilidade (29-100%)27,32,47,59,60
, pois o teste pode tornar-se negativo entre 1-
3 semanas sem início dos sintomas neurológicos27,32,59,60
. O prognóstico é relatado favorável em crianças, mas quando o contrário foi obtido durante estudos posteriores de monitoramento da encefalite; já nos adultos, o prognóstico é bom, mas pode indicar sequelas neurológicas mais graves, incluindo cognição27,32,59,60
.
1.3.1.3 Epstein-Barr Vírus (EBV)
O Epstein-Barr Vírus (EBV) é um vírus linfotrópico causador da mononucleose infecciosa, que infecta cerca de 90% da população mundial, entre crianças e adultos jovens, mas também, tem sido reportado como uma importante causa de encefalite em adolescentes. A transmissão ocorre por saliva, transplante de células-tronco e órgãos e transfusão de sangue27,31,64,65,66
. O EBV é um herpesvírus DNA de fita dupla envolvido por proteínas, sendo que as glicoproteínas do envelope viral possuem estruturas para fixação e entrada em células epiteliais e B no hospedeiro, e nessas realizam a replicação do genoma viral64. O EBV faz com que as células B se diferenciem em células de memória, que se encontram no sistema circulatório ou ficarem latentes até serem reativadas64.
A infecção aguda pelo vírus Epstein-Barr (EBV) no SNC está associada à meningoencefalite, outras síndromes neurológicas e a linfomas66. A princípio, o EBV causa infecção do epitélio nasofaríngeo, e se dissemina pela via
orofaríngea e por linfócitos B, atingindo crianças menores de cinco anos (geralmente assintomáticas) e acima de 10 anos, em que se manifestam com mononucleose infecciosa67. A manifestação clássica da infecção primária por EBV é a síndrome da mononucleose infecciosa, uma doença sistêmica caracterizada por linfadenopatia cervical, faringite, esplenomegalia, leucocitose com linfócitos atípicos, e a reativação do EBV da fase latente é clinicamente significativa em pacientes imunocomprometidos, pois causa uma doença linfoproliferativa27,65,66,67
.
As complicações da infecção pelo vírus Epstein-Barr (EBV) que envolvem o SNC ocorrem entre 1 a 18% dos pacientes com mononucleose infecciosa, e podem apresentar como meningite (a mais comum), encefalite, cerebelite, polirradiculomielite, mielite transversal, neurite óptica, neuropatias cranianas e periféricas, anormalidades psiquiátricas e síndrome de Guillain- Barré27,64,65,66,67
. Alguns pacientes podem exibir uma encefalomielorradiculite, e em outros casos podem imitar a encefalite por HSV-127,66,67. A encefalite por EBV pode ocorrer antes, durante ou após a mononucleose infecciosa, ou mesmo na sua ausência, e apresenta sintomatologia clínica como consciência alterada, coma, convulsões e déficits neurológicos focais27,65,66.
O diagnóstico laboratorial é baseado em estudos sorológicos indicativos de infecção aguda, em que a presença de anticorpo IgM do antígeno capsídeo viral do EBV (VCA) é indicativa de infecção ativa e recém adquirida; e a detecção de antígeno nuclear IgG do EBV (EBNA) não é indicativa de doença no SNC27,31,66,67
. O diagnóstico específico é pela detecção do DNA do EBV no LCR por reação em cadeia da polimerase (PCR)27,49,66,67
. O EBV está
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